煤氣化技術(shù)及氣化爐使用情況分析

郇景瑞

摘要：煤氣化技術(shù)對高效率適用煤炭資源有著重要的作用，煤氣化清潔并且能夠高效利用的特點(diǎn)使其在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)和生活使用的中的用途廣泛。本文介紹了煤氣化技術(shù)的主要種類已經(jīng)氣化爐的簡單概述特點(diǎn)，對煤氣化技術(shù)和氣化爐在實(shí)際中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：煤氣化技術(shù)；氣化爐；實(shí)際應(yīng)用

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開煤炭使用，在化工行業(yè)里，煤炭資源是我國能源消耗中最為廣泛利用資源，而人的生存活動(dòng)也離不開煤炭。隨著不可再生能源的逐漸減少和環(huán)境污染的情況加重，將不可再生的煤炭資源轉(zhuǎn)化為可充分利用的便利能源成為研究人員的議題。其中，煤氣化作為能夠高效利用煤炭資源的綠色加工方法，它也是被最優(yōu)先考慮的加工方法。在我國，化工合成用原料氣、生產(chǎn)城市煤氣、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電用燃?xì)夂途C合利用是煤氣化使用的主要用處。

一、煤氣化技術(shù)的種類

煤的氣化有主要三種，分別是固定床氣化、流化床氣化、氣流床氣化技術(shù)。除此以外，還有一些其他的煤氣氣化技術(shù)在使用中。

（一）氣流床煤氣化技術(shù)

國內(nèi)典型的技術(shù)就是四噴嘴對置式水煤漿氣化爐、四噴嘴干煤粉加壓氣化爐、多元料漿氣化技術(shù)和二段干煤粉加壓氣化爐等。水煤漿氣化爐的適用煤范圍廣，氣化壓力大可實(shí)現(xiàn)等壓合成的技術(shù)，并且可出處理的煤量十分大，氣化效率高。四噴嘴干煤粉加壓氣化爐與水煤漿氣化爐相比，加壓氣化系統(tǒng)要求氣化溫度和壓力指數(shù)有標(biāo)準(zhǔn)的需求，因此需要儀器設(shè)備特別準(zhǔn)確。多元料漿氣化技術(shù)以煤和石油瀝青等含有碳材料礦物質(zhì)，經(jīng)過與水等優(yōu)配混合物形成的多元料漿，能夠產(chǎn)生瞬間氣化的效果，而且適應(yīng)性非常廣，氣化的指標(biāo)先進(jìn)，該氣化技術(shù)在工業(yè)裝置上適用于單爐投煤量大的需求，整套氣化工藝技術(shù)要求高質(zhì)量控制強(qiáng)，已經(jīng)在二十多套工業(yè)裝置上穩(wěn)定運(yùn)行了。二段干煤粉加壓氣化技術(shù)的爐壁采用水冷壁結(jié)構(gòu)，上爐壁可以對高溫的煤氣進(jìn)行降溫處理，在下爐膛的煤氣顯熱可以對煤進(jìn)行熱裂解和氣化，在下爐膛的渣口采用液態(tài)排渣之后，能夠提高冷煤氣效率和熱效率。

（二）固定床煤氣化技術(shù)

間歇固定床氣化爐（UGI）、魯奇爐（Lurgi）、魯奇改進(jìn)氣化爐（BGL），是三種主要的固定床煤氣化技術(shù)。首先，UGI氣化技術(shù)的操作簡單方便、投資的資金少，但是，相對的技術(shù)方面落后、效率低下，并且這種氣化方式會(huì)造成污染嚴(yán)重。而魯奇爐氣化工藝比較成熟，在氣化溫度在1000度左右的情況下，氣化效率、碾轉(zhuǎn)化率、氣化液效率都較高。而氧耗可以在所有氣化技術(shù)中達(dá)到最低的程度，其煤氣熱值是所有技術(shù)中達(dá)到最好的數(shù)值，其特征表明比較適用在生產(chǎn)城市煤氣中。最后主要的氣化技術(shù)是在魯奇爐的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)的BGL，該爐可氣化的含水量大于百分之二十的其他氣化爐，并且把固態(tài)排渣變?yōu)橐簯B(tài)排渣。在大于一千度以上的高溫下，大量的蒸汽在氣化時(shí)分解能夠提高氣化的效率，氣化廢水量的大量減少。

（三）流化床煤氣化技術(shù)

流化床氣化技術(shù)之一的恩徳氣化爐主要是用于生產(chǎn)燃料氣體和合成氨原料氣，適用于褐煤等，氣化溫度控制在一千度左右。爐底部分的布風(fēng)吹嘴和出口處的旋風(fēng)除塵器，能夠減輕煤氣的帶出的飛灰對爐管的磨損，最大的缺點(diǎn)是氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率不夠高。UGAS主要是適用于劣質(zhì)煤炭的氣化，它能夠?qū)Ω呋摇⒏咚置旱臍饣M(jìn)行有效氣化。這種氣化爐對煤的粒度要求在六毫米之內(nèi)，氣溫控制在一千度的高溫。工作原理是當(dāng)煤由二氧化碳?xì)怏w輸送進(jìn)氣化爐時(shí)與氧氣、水等發(fā)生反應(yīng)生成合成氣，經(jīng)過兩級(jí)旋風(fēng)除塵器之后返回氣化爐再次氣化，最后對這種高灰煤被進(jìn)一步除塵氣化。

二、不同氣化爐對原料煤的要求和實(shí)際應(yīng)用情況

氣化爐在使用時(shí)要求符合其特性的原料煤才能提高氣化的效率，而對氣化爐同樣也會(huì)有選擇性。根據(jù)有關(guān)資料，我國煤炭資源豐富，可直接經(jīng)濟(jì)利用的煤炭儲(chǔ)量達(dá)到184gt左右，我國的煤有三大種類，分別是褐煤、煙煤和無煙煤，其中還有細(xì)分煤，例如煙煤還有貧、瘦、肥、焦、氣煤、粘結(jié)煤等等。要根據(jù)氣化爐和原料煤的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，例如，高灰的煙煤比較適用于UGAS技術(shù)，它能夠有效除去雜質(zhì)高的劣質(zhì)煤。

在各種各樣的煤氣化技術(shù)與氣化爐的選擇使用上，不僅有國內(nèi)的煤氣化專利技術(shù)，還有國外的德士古、殼牌、魯奇、BGL和UGAS技術(shù)。雖然煤氣化的適用廣泛，但是在實(shí)際的應(yīng)用上企業(yè)大多是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，要求投煤量大的則使用水煤漿氣化爐，對氣化爐技術(shù)要求高質(zhì)量保證的則選擇多元料漿氣化技術(shù)。

三、總結(jié)

我國煤氣化工業(yè)中的煤氣化技術(shù)和氣化爐實(shí)際使用的狀況是復(fù)雜的，并且是廣泛使用的。面對眾多的煤氣化方式，企業(yè)通常會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況去考慮使用哪一種技術(shù)，企業(yè)所處的地區(qū)有多少原料煤，原料煤的種類、可實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求、合成氣的用途包括企業(yè)的資金等等都是需要考慮的內(nèi)容。不僅要做到實(shí)現(xiàn)企業(yè)的最大化利潤，同時(shí)也要保證生產(chǎn)復(fù)合國家的標(biāo)準(zhǔn)要求，做到環(huán)保綠色生產(chǎn)。

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